CSAMT单分量数据解释方法
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csamt法
CSAMT是“可控源音频大地电磁法”的英文缩写,是目前国际普遍使用的物探手段。
该方法的原理是利用人工场源激发地下岩石,在电流流过时产生电位差,接收不同供电频率形成的一次场电位,由于不同频率的场在地层中的传播深度不同,所反映深度也就与频率构成一个数学关系。
不同电导率的岩石在电流流过时所产生的电位和磁场是不同的,CSAMT方法就是利用不同岩石的电导率差异观测一次场电位和磁场强度变化的一种电磁勘探方法。
电磁波向地下传播方程的求解极其复杂,国际上不得不采用近似的简化公式来实际应用,因此导致CSAMT法只能勘测到地下1.5公里。
为了打破西方在该领域的垄断,中国工程院院士何继善在1996年开始研究,历时10年演算,提出了精确求解地下电磁波方程的“广域电磁法”,将探测深度由1.5公里增加到8公里,是世界先进方法的5倍。
可控源音频大地电磁法(CSAMT)勘查方案设计单位:二〇〇八年四月第一章前言1.1 项目概况目标任务是:查明区内地层、及构造的分布情况………………………1.2位置与交通1.3自然地理及经济地理概况1.4以往开展的类似工作第二章工作区域地质及构造情况第三章工作方法3.1测网布设3.2 工作方法及技术要求本次物探工作投入可控源音频大地电磁法执行以下有关规范、规程:1) 《可控源声频大地电磁法勘探技术规程》(SY/T 5772 – 2002)2) 《物化探工程测量规范》(DZ/T0153-1995)3) 《地球物理勘查图式图例及用色标准》(DZ/T0069 –1993)(1)工作中采用的仪器为加拿大凤凰公司生产的V8多功能电法采集系统。
根据工作区要求的勘查深度大、附近人文干扰大等实际情况,采用抗干扰能力强的可控源音频大地电磁法(CSAMT法)进行勘查,CSAMT法测量方式采用标量。
收发距暂定为3km,具体将按试验结果定。
了解300m深度范围内岩体、构造分布情况。
(2)数据处理采用V8多功能采集系统配套反演软件。
了解矿区内异常响应特征,包括异常强度、形态、范围、时间特性、频率特性、地质噪声及信噪比等,查明外来电磁噪声电平及干扰特征,检查设计工作精度工作装置等是否合理工方法是否有效等,并依据方法试验结果确认,确定最佳的装置和测量参数。
3.3 质量要求和评价3.4 可控源音频大地电磁法(CSAMT)精度及质量要求1)本次CSAMT测量的质量评价将通过计算检查点与原始测量卡尼亚电阻率的均方相对误差Mr来衡量。
其计算公式如下:Mr<±5%为合格。
2)质量检查:总工作量的5%。
3)CSAMT工作精度综合CSAMT测地工作精度要求,CSAMT精度用电磁法测地精度表中B级精度。
3.5 仪器型号及主要技术指标3.5.1本项目拟使用以下几种物探仪器:V8多功能接收机、TXU-30多功能发射机、30KW发电机3.5.2各仪器主要技术指标如下:1)V8多功能接收机主要技术指标V8是加拿大凤凰公司自1975年以来研制开发的第八代多功能电法系统,在非常成熟的系统2000和V5,V6A的基础上,V8更趋向于尽善尽美,包括轻便坚固的采集系统和GPS同步系统以及触摸式防水ASCII键盘和彩色的背光屏幕,让操作员可以轻松地对数据质量进行监控处理。
可控源音频大地电磁法及在地质勘探中的应用人民长江 2012 年个分量 ( Ex、Ey、Hx、Hy、Hz) 。
与大地电磁场不同,CSAMT 场源不是全方位的,所以需要两个场源。
为了完全确定阻抗张量,总共需要测量 10 个分量。
张量测量一般用于构造复杂的地区和测深点距比地质构造尺寸大很多的地区。
( 2) 矢量。
CSAMT 利用单一个场源来测量 4 个或5 个分量( Ex、Ey、Hx、Hy,有时加测 Hz) 。
矢量 CSAMT数据提供了关于地下二维或三维构造的信息,但比张量测量的信息少。
矢量 CSAMT 在各向异性不强的地区确定复杂地质构造较为有效。
( 3) 标量。
最简单,也是目前所有商业仪器及野外采用的 CSAMT 形式,亦可称为可控源音频大地电流法( CSAET) 。
它系统地测量电场,只在个别点测量磁场,从而把电场的测量值转换为近似的卡尼亚电阻率。
勘探深度影响到 CSAMT 设计中的每一个参数,如观测频率、发收距等。
CSAMT 的勘探深度与大地电阻率和信号频率有关,可按 Bostick 深度公式计算。
CSAMT 的实际勘探深度为 10 ~ 3 000 m。
3 数据处理与资料解释数据处理主要包括数据编辑、曲线圆滑、主轴判别、静态效应及地形效应校正等。
室内数据处理的过程包括: ① 对数据进行编辑处理,对照野外记录观察原始曲线形态,判断并剔除飞点、跳点,圆滑曲线,压制噪声,在此基础上给出原始电阻率断面图; ② 结合地形、地质资料评估静态、地形的影响程度,并对初步处理后的数据进行静态校正,进而反演计算。
针对工作环境和地质条件复杂且地表电性不均匀的实际情况,综合分析地下介质电导率,同时采用五点二次滤波去噪、曲线平移和设置汉宁窗滤波法进行静态校正,将三者结合取得较好的校正效果,可真实地反映地下的地质情况。
4 工程应用实例广西桂中治旱乐滩水库引水灌区工程是以乐滩水库水源为主的大型引水工程。
引水工程位于桂西山地与桂中盆地过渡地带,干渠工程主要经过的地层有泥盆系、石盆系、二迭系、三迭系及第四系地层。
CSAMT与TDIP法在探测断层中的应用赵飞【摘要】通过对某煤矿区域断层位置及断层破碎带的含水性实例分析,介绍了可控源音频大地电磁法(CSAMT),时域激电(TDIP)这两种方法的实际应用,实践证明这两种方法联合应用在探测断层位置及断层破碎带的含水性能方面取得了较好效果。
%Through analyzing the moisture of fault location and fracture zone and in the coal region case, this paper introduces the application of CSAMT and TDIP. Practice proves that the combination of CSAMT and TDIP can achieve good effect in detecting moisture function of fault location and fracture zone.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2012(038)007【总页数】2页(P92-93)【关键词】可控源音频大地电磁法(CSAMT);时域激电(TDIP);断层;破碎带【作者】赵飞【作者单位】山西省勘察设计研究院,山西太原030013【正文语种】中文【中图分类】TU4121 概述起源于20世纪70年代,可控源音频大地电磁(CSAMT)是在大地电磁法(MT)的基础上,针对解决大地电磁法场源的随机性强和信号微弱而发展成的一种人工源频率域电磁测深方法。
它是在音频大地电磁测深(AMT)基础上发展起来的一种人工源频率测深方法。
通过分析地面或井中观测到的由人工可控制电磁波信号在地球介质中激发的电磁波场数据达到勘探地球内部导电性结构的目的,其工作频率一般从零点几赫兹到上万赫兹采用可控制人工场源,兼有剖面和测深双重性质,并且具有很多优点:激发极化法(Induced Polarization,缩写IP)是利用岩矿石电化学性质为物理前提的一种地区物理勘探方法[2]。
2.1 电磁法勘探--可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)由于天然场源的随机性和信号微弱,MT 法需要花费巨大努力来记录和分析野外数据。
为克服MT 法的这个缺点,加拿大多伦多大学教授 D.W.Strangway 和他的学生Myron Goldstein 提出了利用人工(可控)场源的音频大地电磁法(CSAMT )。
这种方法使用接地导线或不接地回线为场源,在波区测量相互正交的电、 磁场切向分量, 并计算卡尼亚电阻率,以保留AMT 法的一些数据解释方法。
自20世纪70年代中期, CSAMT 法得到实际应用, 一些公司相继生产用于CSAMT 法测量的仪器和应用解释软件。
进入80年代后,该方法的理论和仪器得到很大发展,应用领域也扩展到普查、 勘探石油、 天然气、 地热、 金属矿产、 水文、 工程、 环境保护等各个方面, 从而成为受人重视的一种地球物理方法。
虽然CSAMT 法属于一种人工源的频率电磁深测, 但和通常的频率域电磁测深不同。
这主要因为CSAMT 法测量两个相互垂直的电磁场切向分量计算卡尼亚电阻率, 因而具有较强的抗干扰能力, 且更容易获得对地电变化较灵敏的相位差信息; 又由于波区电磁场十分接近平面波, 因而其资料处理、 解释也较为简便, 可以保留AMT 法中的许多解释方法。
CSAMT 和AMT 或MT 亦有不同, 根本原因是CSAMT 法使用了人工场源,因而极化方向明显,信噪比高,易于观测。
但是,由于使用了人工场源, CSAMT 法必然受场源效应影响, 这主要包括非平面波效应、 场源附加效应、 阴影效应和测深通道的弯曲。
2.2.1 CSAMT 基本理论CSAMT 有2种常用的场源——水平电偶极子和垂直磁偶极子,此处注重讨论其场的特征和快速计算方法。
2.2.1.1水平层状半空间上水平电偶极子的电磁场如图2.2.1所示, N 层水平层状介质中第n 层的电阻率和层厚度分别记为ρn 和h n 。
水平电偶极子(接地导线)位于层状介质表面,偶极矩为P=IdL (I 为谐变电流)。
关于CSAMT法若干个问题的探讨马婵华;鲁霞;赵玉红;李颖【摘要】可控源音频大地电磁测深法(CSAMT)以其探测深度大、分辨率高等特点广泛应用于隧道前期勘查、地下水资源勘查、金属矿产勘查、石油勘查等领域,可取得常规电法和地震法无可比拟的勘查效果.然而由于在实际测量中受地形和不均匀体的影响,会使CSAMT曲线发生畸变,即静态效应和近场效应.这种现象如果在资料处理中得不到消除,就会造成资料解释的误差甚至错误.文中通过CSAMT在实际工程勘探中的应用,介绍了静态效应以及近场效应对CSAMT资料的影响、如何对CSAMT资料进行静态校正和近场校正、对CSAMT资料进行静态校正和近场校正后的效果.最后,对四川某地存在静态效应和近场效应的CSAMT测量原始数据进行校正,效果较好.【期刊名称】《工程地球物理学报》【年(卷),期】2013(010)005【总页数】5页(P661-665)【关键词】CSAMT;静态效应;静态校正;近场效应;近场校正【作者】马婵华;鲁霞;赵玉红;李颖【作者单位】成都理工大学地球物理学院,四川成都610059;四川省核工业地质调查院,四川成都610061;成都理工大学地球物理学院,四川成都610059;成都理工大学地球物理学院,四川成都610059【正文语种】中文【中图分类】P631可控源音频大地电磁法(简称CSAMT法),是在大地电磁法(MT)和音频大地电磁法(AMT)的基础上发展起来的一种人工源频率域测深方法[1]。
由于天然场源的随机性和信号微弱,MT法需要花费巨大努力来记录和分析野外数据。
为克服MT法的这个缺点,提出了利用人工(可控)场源的音频大地电磁法。
这种方法使用接地导线或不接地回线为场源,在工区测量相互正交的电场、磁场切向分量,并计算卡尼亚电阻率,以保留AMT法的一些数据解释方法[2]。
近几年来,尽管该方法应用普遍,但人们对其数据的处理和地电断面的反演等技术问题的研究尚不够多。
CSAMT 与 地 热 勘 查 张 青 杉 穆 建 强 (中国冶金地质勘查工程总局地球物理勘查院 保定 071051) 摘要:CSAMT(可控源音频大地电磁测深)方法以其探测深度大、分辨能力高等特点广泛应用于地下水资源勘查、金属矿产勘查、石油勘查等领域,可取得常规电法所无法比拟的勘查效果,尤其适用于圈定地下水资源的空间赋存位置、规模、属性、连通性等钻前勘查工作;近年来我院在全国各地所承担的地下水及地热勘查工作,采用CSAMT方法均取得了良好的应用效果;本文从方法的原理特点出发,总结了该方法应用于地热勘查的主导思想及所需注意的问题,最后给出了部分实例以资借鉴。
关键词:CSAMT、地热、测深、分辨力 CSAMT方法在我国开始应用已有十多年的历史,自1992年我院开始引进美国Zonge公司GDP系列综合电法仪器以来,笔者在全国各地实施了大量以地质构造勘查为主的CSAMT勘查工作,涉及石油前景勘查、金属矿勘查、地下水资源及地热勘查等诸多方面,从而加深了对CSAMT方法特点及其应用领域的理解,在此仅就CSAMT方法应用于地热勘查领域作一些分析总结以供诸位同仁参考。
1、 CSAMT方法原理特点 1.1、方法原理简介 CSAMT(可控源音频大地电磁测深)方法与MT(大地电磁法)、 AMT(音频大地电磁法)方法同属频率电磁测深范畴,三者不同之处在于CSAMT的激励场源可以人工控制;工作中通过调整二次场观测频率进而采集各观测点不同频率下不同方位的电、磁场振幅及相位数据,通过各种复杂的数据处理、反演手段,最终反映出地下电阻率三维分布特征,从而达到测深的目的。
CSAMT方法的激励场源为可以人工控制发射电流及其频率的电偶极子或磁偶极子,观测端(测深点)位于距场源较远地段(依观测装置、目标勘查深度而定),通过观测不同发射频率下电磁场的正交电磁分量及其相位差,计算出不同频率下的视电阻率;由于不同频率的激励场具有不同的趋肤深度,因而观测结果可以反映测点下电阻率随深度的变化特征;通过对各测深点数据进行汇总、处理及反演计算,则可得到整个测区内电阻率的空间分布状态,为进一步的地质解释提供详实可靠的深部资料。